JPH0451593B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は蓄熱材組成物に関し、特に冷却用枕等
に充填することによつて優れた蓄熱−吸熱作用を
発揮し、しかも蓄熱・凝固状態においても全体が
岩枚状に固化することなく適度の流動性を維持
し、枕等の中に充填した場合でも柔軟性を保ち得
る様な蓄熱材組成物に関するものである。

［従来の技術］ 硫酸ナトリウム・10水塩は常温付近（約32℃）
の融点を有しており、溶融時に大量の溶融潜熱を
吸収し、一方凝固時に大量の凝固潜熱を発生する
という特徴を有しているところから、蓄熱材とし
て種々の用途開発が期待されている。

ところで本発明者はかねてより寝具類について
の改良・開発研究を行なつているが、今回、上記
の様な硫酸ナトリウム・10水塩の蓄熱作用を冷却
用枕に有効に活用し得るのではないかと考え種々
研究を進めてきた。しかして硫酸ナトリウム・10
水塩は前述の如く約32℃の融点を有しており、こ
の温度で吸熱・発熱を行なう作用がありしかも凝
固・融解潜熱の発生を伴なうものであるから熱容
量が大きく、冷材としての適正を備えていると考
えたからである。しかも我国においては夏季とい
えども夜間温度が30℃を超えることは殆んどない
ので、硫酸ナトリウム・10水塩であれば屋内に放
置しておくだけで熱を発散して凝固することがで
き、冷蔵庫等による特別の冷却処理を必要としな
い。加えて潜熱発生温度が約32℃と人体の平熱よ
り数度低いだけであるから、長時間施用しても障
害を起こすことがなく（ちなみに氷枕の場合では
潜熱発生温度が０℃と低過ぎる為、長時間施用す
ると凍傷等を負うこともある）、安心して施用し
得ると考えたからである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが硫酸ナトリウム・10水塩を冷材として
使用すべく実用化研究を進めるうち、次の様な問
題が明らかになつてきた。即ち硫酸ナトリウム・
10水塩は前述の如く約32℃の凝固点を有してお
り、この温度以下に冷却することによつて凝固す
るが、該水和物単品では凝固状態で１枚岩状に固
化（岩板化）してしまい、冷却枕等の代用品とし
て使用した場合接触感が極めて悪くなる為、人体
に接する冷却枕等としては到底実用化し得なかつ
た。しかも硫酸ナトリウム・10水塩の結晶は必ず
しも熱伝導率が良好であるとは言えないので、こ
れを直接肌に接触させたとしても十分な涼感を与
えることができない。

本発明者等はこれらの問題点を解消し、冷却用
枕等として使用した場合の凝固時における岩板化
を防止し得るばかりでなく、施用時には十分な涼
感を与える様な蓄熱材組成物を開発すべく更に研
究を重ねた結果本発明に到達した。

［問題点を解決する為の手段］ 本発明に係る蓄熱材組成物の構成は、硫酸ナト
リウム・10水塩を蓄熱主材として含有する他、核
生成剤、水及びエチレングルコールを必須成分と
して含み、上記水及びエチレングリコールの含有
率を全組成物に対し 水：0.2〜20重量％ エチレングリコール：0.1〜1.0重量％ としてなるところに要旨を有するものである。

［作用］ 以下本発明の蓄熱材組成物を構成する核成分の
機能及び好ましい配合率について解説する。

硫酸ナトリウム・10水塩 前述の如く凝固・融解潜熱を発生する蓄熱材の
主材となるもので、融点が約32℃であり、体感
温度の観点からして適度の涼感を与え且つ長時
間使用した場合でも肌に凍傷等の障害を与える恐
れがなく、更には屋内で放置しておくだけで熱
を放出して凝固する特性を備えたものとして、本
発明では特に上記の水和物を選択している。ちな
みに蓄熱機能を有する無機質水和物はこれ以外に
も多数知られているが、上記〜の特徴を有し
且つ安価で大量に入手することができ、更に万一
充填袋から漏出した場合でも人体に悪影響を及ぼ
すことのない無機質水和物として最も代表的なも
のは硫酸ナトリウム・10水塩である。

尚硫酸ナトリウム・10水塩は蓄熱材組成物本来
の蓄熱機能を有する主材であり、満足のいく蓄熱
容量を確保する為には全蓄熱材組成物中に50重量
％以上、より好ましくは70重量％以上含有させる
ことが望まれる。

核生成剤 硫酸ナトリウム・10水塩の凝固時における核と
なつて結晶化を促進させる成分であり、充填相全
体に亘つて結晶化を均等に進行せしめると共に、
微細な結晶を無数に発生させて過大晶出物の生成
を抑制する機能を果たすばかりでなく、過冷却現
象を防止して潜熱発生温度を安定化させる作用も
発揮する。この様な核生成剤としては、硫酸ナト
リウム・10水塩よりも高融点を示す種々の無機物
質が使用可能であるが、実験で確認した中で最良
の結果が得られたのは四硼酸ナトリウム・10水塩
とアスベストであつた。これら核生成剤の配合率
は特に限定されず、極く微量の添加でもその効果
を有効に発揮するが、上記の効果を確実に発揮さ
せるためには、全蓄熱材組成物中に0.5重量％以
上含有させることが望まれる。但しその配合率が
多過ぎると、主材である硫酸ナトリウム・10水塩
の絶対量が不足気味になつて蓄熱容量が低下して
くるので5.0重量％以下に抑えるのがよい。

水：0.2〜20重量％ 水は伝熱媒体として接触部に涼感を与えるうえ
で不可欠の成分である。即ち本発明では硫酸ナト
リウム・10水塩の生ずる融解潜熱を一旦水に伝え
てこれを冷却し、肌から充填袋を介して伝わつて
くる熱を該冷水で吸収することによつて冷却効果
を発揮するものであり、水が存在しない場合は伝
熱効率が悪い為施用時に冷却感及び涼感が十分に
発揮されない。そしてこうした伝熱効果を有効に
発揮させる為には全組成物中に少なくとも0.2重
量％以上の水を含有させなければならない。但し
水の量が20％を超えると、硫酸ナトリウム・10水
塩の量が不足気味になつて蓄熱容量が不足気味に
なるばかりでなく、水の加温及び冷却に硫酸ナト
リウム・10水塩の凝固・融解潜熱が多量奪われる
結果冷却材としての機能が低下してくる。水のよ
り好ましい配合率は１〜10重量％の範囲である。

エチレングリコール：0.1〜1.0重量％ エチレングリコールは前記核生成剤の併存とも
相まつて硫酸ナトリウム・10水塩の微結晶生成を
促進させると同時に柔軟性を促進させる機能があ
り、いわゆるシヤーベツト状の結晶を生成させて
接触感を高めるうえで不可欠の成分である。しか
してエチレングリコールの量が0.1重量％未満で
あると、加熱融解一冷却結晶化のサイクルを繰り
返すうち、結晶化の段階で全体が１枚岩の様に固
化し、冷却用枕等としての適正を喪失してしま
う。ところが0.1重量％以上のエチレングリコー
ルを配合しておくと、上記サイクルを繰り返した
場合でも結晶化段階で軟弱なシヤーベツト状態が
保たれ、接触感が阻害される様な恐れがなくな
る。但しエチレングリコールの量が多すぎると硫
酸ナトリウム・10水塩の結晶化が著しく阻害され
て潜熱発生温度が不安定になる他、冷却効率自体
も低下してくるので、1.0重量％以下に抑えなけ
ればならない。

上記４成分を配合して本発明の蓄熱材組成物を
製造するにはどの様な方法を採用してもよく、例
えば硫酸ナトリウム・10水和物を適量の核生成
剤、水及びエチレングリコールと混合する方法、
或は硫酸ナトリウム・無水物とその水和物に相当
する量の水を別途加えて溶融混合する方法等が採
用される。

またこの蓄熱材組成物の用途は本発明の限定的
要素となるものではないが、開発の趣旨及び該蓄
熱材組成物の特徴を最も有効に発揮させるうえで
は、冷却枕用の冷却材として使用するのが最適で
あり、或はねんざ、打身等の患部の局部冷却材等
としても利用することができる。尚この蓄熱材を
冷却用として使用する場合は、ゴムや軟質プラス
チツクシート等の可撓性袋にこの蓄熱材を充填・
密封しておけばよい。

［実施例］ 硫酸ナトリウム・10水塩：1800ｇ 水：80ｇ 四硼酸ナトリウム：10ｇ エチレングリコール：５ｇ 上記４成分を混合した後軟質のビニール枕内に
充填し、冷却用枕とした。尚該混合物の凝固点
（硫酸ナトリウム・10水塩の凝固開始点）は約32
℃であつた。この冷却用枕を15〜20℃の水道水で
冷却したところ、約32℃で凝固を開始し冷却を続
けて28℃まで降温すると流動性をもつたシヤーベ
ツト状物となつた。この状態で冷却用枕として使
用したところ、内部温度が約32℃まで上昇した後
同温度を夏期で数時間、春・秋期でその約２倍の
時間維持し、その間優れた涼感を得ることができ
た。また頭部への接触感も良好であつた。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、蓄熱主材
である硫酸ナトリウム・10水塩と共に核生成剤、
水及びエチレングリコールを適量配合することに
よつて、凝固状態においても十分な可変性（流動
性）を保ち且つ優れた冷却感及び涼感を与える蓄
熱材を提供し得ることになつた。また該蓄熱材の
融点は人体の平熱より数低い約32℃であるから長
時間施用した場合でも、氷冷方式にみられる凍傷
等の問題も一切生じない。しかもこの蓄熱材は夏
場においても屋内に放置しておくだけで熱を放出
して結晶化し潜熱発生冷却材としての機能を復活
するので、冷蔵庫による冷却等が全く不要であ
る。もつとも溶融状態のものを早期に冷却し冷却
用として使用したい場合は、冷水に短時間浸漬す
ることは有効である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 硫酸ナトリウム・10水塩、核生成剤、水及び
   エチレングリコールを必須成分として含み、上記
   水及びエチレングリコールの含有率を全組成物重
   量に対し 水：0.2〜20重量％ エチレングリコール：0.1〜1.0重量％ としてなることを特徴とする蓄熱材組成物。